MOSFET选择策略详解
二极管再次导通,当次级电压反向时,体二极管恢复,这将增加击穿的风险。活跃二极管可能需要在每个MOSFET上跨接一个缓冲电路;低QGD/QGS比。
采用飞兆半导体PowerTrench技术,RSP、COSS、CRSS、和QGD/QGS比均得以降低。PowerTrench MOSFET推荐用于次级有源整流。对于相同RDS(ON),PowerTrench的晶圆尺寸大约减小了30%,RSP减少了30%,因而在同步整流中降低了传导损耗。
有源OR-ing
最简单形式的OR-ing器件是一种二极管。当OR-ing二极管失效时,将通过不允许电流流入输入电源来对其进行保护。OR-ing二极管允许电流仅以一个方向流动。它们用于隔离冗余电源,因而一个电源的失效不会影响整个系统。消除单点失效,允许系统使用剩余的冗余电源来保持运行。然而,实现这种隔离却有难题。一旦该OR-ing二极管插入到电流路径中,则会产生额外的功率损耗和效率降低。该功率损耗会导致OR-ing二极管发热,因而需要增加散热器,降低系统的功率密度。当二极管关断时,其反向恢复会成为一个问题——该二极管必须具有软开关特性。为克服其中的一些问题,已使用了肖特基二极管。这些二极管和p-n二极管之间的一个重要差异,就是减小的正向压降和可忽略的反向恢复。普通硅二极管的压降介于0.7至1.7V之间;肖特基二极管的正向电压降在0.2至0.55V之间。虽然肖特基二极管在用作OR-ing二极管时,系统的传导损耗降低,但肖特基二极管却具有较大漏电流——这将带来传导损耗。该损耗低于硅二极管。
这个问题的替代解决方案是使用功率MOSFET替代肖特基二极管。这引入了额外的MOSFET栅极驱动器,增加了复杂性。MOSFET的RDSON必须非常小,从而该MOSFET的压降比肖特基二极管的正向压降低很多,这可称为有源OR-ing.现代低压MOSFET的RDSON非常低——即便采用TO-220或D2PAK封装,它也可以低至几毫欧。飞兆半导体采用PQFN56封装的FDS7650,对于30V MOSFET可以小到低于1毫欧。当OR-ing MOSFET导通时,它允许电流以任一方向流动。在失效情况下,冗余电源将产生大电流,因而OR-ing MOSFET必须快速关断。飞兆半导体的PowerTrench技术MOSFET也适用于这种应用。
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